调谐质量阻尼器在高层抗震中的应用解析

调谐质量阻尼器(TMD)在高层抗震中的应用ofthehigh-risebuildingehigh-risebuildingsspringup,then,thetunedscholarsresearchandimprovethetunedmassdamper.Thisthesisintroducestheoperatingprincipleofthetunedmassdamper，summarizesKeyword:thetunedmassdamperbuildingseismicresistancedevelopmentusethehigh-riseiple1.引言人口密度不断增长，城市建筑用地日益紧张，高层建筑成为城市化发上建筑物的高度和高宽比的增加以及轻质高强材料的应用，导致结构刚度和阻尼不断下降。建筑物在强风或地震等激励作用下的动力反应强烈，难以满足建筑结构安全性、舒适性和使用性的要求。传统的采用提高结构强度和刚度来抗风抗震的设计方法，存在着一定的弊端[1]：(1)经济性差；(2)安全性难以保证。这主要是由于提高强度的同时可能会增加自重，增大用得到了飞速发展，作为被动控制技术之一，调谐质量阻尼器(TunedMass种优点，TMD在高层和高耸结构抗震、抗风控制中有广阔的应用前景[2]。2.TMD系统的工作原理件(弹簧)、阻尼元件(阻尼器)和惯性质量组成的单自由度子结构振动系统。采用钢、铅、3.TMD系统的发展现状3.1TMD系统标函数；(2)基于参数最优值进行TMD系统设计时，设计者通过计算得到的最j的最佳控制效果，TMDTMD系统。(3)TMD系统对于在一般场地上(中高频)的高层建筑、高耸结构、大跨度结构等柔性(低频)结构，控制效果明显有效，而对于软弱(高频)MD3.2MTMD系统 3.3ATMD系统图4ATMD系统的简化模型EDFRATMD2李春祥和许志民[16]等基于Kanai-Tajimi地震地面运动模型和定义的评价准则,D工程为研究背景,通过对采用ATMD系统控制的高层建筑风振和地震反应的仿真分析和系统的参数优化制设计的一般性步骤。并以结构的脉参数优化分析,确定了系统的最优物理参数并得到了系统的最佳刚度调整系数为0.6。并且证明采用ATMD系统控制超大型高层文中对高层建筑主动单个和多重调谐质量阻尼器的风ATMDAMTMD对风荷载作用下的高层建筑的ATMD/AMTMD系统的风振响应进行了仿真分析。应，控制效果明显优于相应的TMD系统。且在频域内，通过优化可以求得ATMD/AMTMD的最优参数，从而进一步提高高层结构的风致振动控制性能。ATMD系统优于被动TMD系统，但需要可靠的大功率外部能源供给，操作AMTMD)。AMTMD控制系统频率呈线性分布，AMTMD系统中的MTMD系统保持相同的刚度和阻尼系数但质量变化。数值分析表明，AMTMD比MTMD和ATMD具有更好的有效性和鲁棒性。3.4SATMD系统无论ATMD还是AMTMD，时间滞后效应都会削弱它们的控制效果。鉴于此图5SATMD系统的简单模型ATMDMDSATMD少从整个减振过程的3.5HMD系统为了弥补单一控制系统单独工作时的缺陷与不足，主被动混合HMD系统的HMD时采用ATMD系统控制，当地震时要求的出力超出控制系统的能力时，系统切换到TMD系统控制。(2)风荷载及中、小地震时采用TMD系统控制，在大风(100年一遇)及大地震时采用ATMD系统控制方式，以取得更好的控制效果。(3)一个方向用TMD系统控的应用性能。证明了HMD系统对于降低地王商业大厦风振响应、提高结构系统作用,提高系统对结构控制的惯性力,改善被动控制TMD系统的工作状态,使TMD系统对结构的控制效果大大提高,且不需要较大的控制力,较主动控制系4.TMD系统的典型应用美国最早开始进行振动控制理论的研究并将TMD系统应用到了高层建筑。(1)在未来的研究工作中，可以考虑如何将新材料、新理论、新方法，诸(2)由于绿色环保的需要，可以考虑研制一种具有双重功能的TMD系统，为热能。该方法能够将TMD系统和建筑之间的振动转化为电能，并用于振动控6.结语TMD系统有了它的用武之地。目前，几乎所有已建和在建的超高层建筑都安装D需要不断地对其进行研究和改进，让其更好地为人类服务。11工程,1998,14(4):91-107.J-,2012,(12).225-226.J5.地震工程与工程振动,19